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固体酸催化剂在异丁烷与丁烯烷基化反应中的应用呈现出良好的发展前景，但由于该催化剂的快速失活而需要特殊的再生条件(如溶剂抽提)，从反应工程的角度考虑，开发和设计符合固体酸催化剂催化特性的反应再生系统成为必要。本文利用环流反应器的结构简单、相间传递性能良好等优点，将其与反应再生过程结合在一起，提出在环流反应器中实现这种新型的反应再生过程。同时对环流反应器内的液固两相流体流动规律反应工程方面的基础研究。
首先，自行建立了一个传统流型的液固环流反应器，并利用水—玻璃珠体系对其固体流动规律进行了实验研究。结果表明在导流筒内，固体速度在轴向上分布是随着导流筒高度的增加，固体速度下降，而在径向位置都呈“M”型分布；固相含率在导流筒轴向、径向的分布较均匀；而在环隙中，固体速度和固含率的分布都较为均匀。进一步探讨了反应器的操作条件以及结构参数对反应器内固体流动的影响。
对上述传统流型的液固环流反应器，基于流固两相流的双流体模型和颗粒动力学理论建立了其数学模型，并利用流体计算软件FLUENT进行求解。由计算结果定性的解释了液固环流反应器中液固环流的机理和反应器内两相流体流动行为。研究结果表明：模拟计算值和实验值吻合的较好验证了所建立的数学模型的正确性和适用性。通过数值模拟的方法研究了在满足反应再生双过程所需流型下的液固流体流动规律，并据此得出了适宜的操作参数范围：主流化液速范围较宽，不宜大于2.5m/s，环隙速度最优的操作范围在0.05～0.1m/s之间，松动液的最优值是0.0315m/s；最优的结构参数为：导流筒直径为50mm，导流筒高度为700mm，喷嘴直径为4mm，喷嘴高度为10mm，分布板与导流筒间隙距离为5mm和较大分布板倾斜度。
根据上述数值模拟的结果，并考虑到工程实际需要，建立了能实现反应再生双过程液固环流反应器的新的实验装置(如第86页，图6-1所示)。并对导流筒内外的固体速度及固相含率进行了实际测量，实验结果和上述模拟结果较为一致，即在导流筒径向位置上固体的速度分布都呈现“M”型分布；固相含率的分布都呈现在导流筒边壁处固含率大，而在导流筒中心处固含率小的特点；在环隙中固体速度与固相含率的分布都呈现出靠近反应器边壁处都较大，靠近导流筒壁都较小的特点。并通过数值模拟的方法得到了反应器内详细的流动参数，通过对这些参数的分析，进一步说明液体流过喷嘴后形成的喷射作用是环流反应器内流体流动的主要推动力。
最后，对环流反应器的放大进行了研究。以平均停留时间相同和相似放大原则提出了适合于反应再生双过程所需流型放大的环流反应器。由此设计原则得到环流反应器放大体现在导流筒体积的放大。导流筒放大基本点是其高径比不变，通过放大倍数计算其结构参数。喷嘴个数随导流筒直径的增加而有比例的增多。应用CFD方法分别对放大8倍和27倍的反应器进行计算。计算结果表明，不同大小的反应器内流体的流动特性和流体的湍流特性基本一致。说明了CFD方法和放大设计原则可行性，为环流反应器放大的进一步研究提供了基础。